Protein TM4SF1 (hijau) diproduksi dalam jumlah tinggi oleh sel-sel endotel, yang melapisi pembuluh darah tubuh. Eksperimen stasiun ruang angkasa baru menyelidiki pertumbuhan sel endotel dan reaksinya terhadap obat anti tumor.
(Gambar: © Angiex)
SpaceX menargetkan 29 Juni sebagai tanggal peluncuran untuk misi penyediaan kargo berikutnya ke Stasiun Luar Angkasa Internasional. Pada pukul 5.41 pagi EST (0941 GMT), kapal kargo Naga yang sebelumnya digunakan akan lepas landas dari Stasiun Angkatan Udara Cape Canaveral, mengangkut serangkaian eksperimen penelitian baru dan pasokan ke pos terdepan orbital.
Penerbangan ini akan menandai peluncuran ke-12 tahun ini untuk SpaceX dan misi penyediaan kargo ke-15 secara keseluruhan. Dalam teleconference media pada 11 Juni, NASA memberikan preview muatan penelitian yang diharapkan akan dikirim ke stasiun akhir bulan ini.
"Penelitian yang disajikan di sini hari ini mewakili tetapi beberapa dari ratusan percobaan yang akan didukung oleh misi penyediaan kargo ini," David Brady, asisten ilmuwan program untuk Program Stasiun Luar Angkasa Internasional di Johnson Space Center NASA, mengatakan selama teleconference. [Stasiun Luar Angkasa Internasional: Di Dalam dan Di Luar (Infografis)]
Berikut adalah beberapa ilmu aneh di atas pesawat ruang angkasa Dragon, yang meliputi obat penangkal kanker baru, investigasi penelitian tikus dan melihat bagaimana ganggang dan bakteri bereaksi terhadap lingkungan luar angkasa. (Plus, mereka mengirim bola droid mengambang yang ramah.
Tumor penargetan
Paul Jaminet, seorang mantan ahli astrofisika Harvard yang berubah menjadi wirausahawan, dan kepala ilmuwannya, Shou-Ching Jaminet, berharap untuk menguji apa yang bisa menjadi terobosan signifikan dalam hal perawatan kanker. Eksperimen mereka, yang dijuluki Angiex, mengeksplorasi bagaimana sel-sel endotel - yang berarti sel-sel yang melapisi pembuluh darah dalam tubuh - merespons tidak hanya terhadap gayaberat mikro tetapi juga obat penargetan tumor yang baru.
Di lapangan, terapi ini terbukti sangat efektif pada tikus. Obat ini tidak hanya menargetkan tumor tetapi juga pembuluh darah yang mendukungnya. Sama seperti sel-sel sehat dalam kasus serangan jantung atau stroke, ketika pembuluh darah yang terhubung ke tumor mati, tumor mati bersamanya.
Meskipun terbukti berhasil, salah satu masalah terbesar dengan obat ini adalah keamanan. Karena menargetkan tumor dan pembuluh darah yang mendukungnya, para peneliti ingin memastikan mereka tidak merusak pembuluh darah yang sehat dalam prosesnya. "Kami sangat ingin menyembuhkan kanker orang, tetapi tidak ingin mereka mati karena penyakit kardiovaskular akibat obat kami," jelas Jaminet.
Salah satu tantangan adalah bahwa tidak ada model kultur sel in vitro yang baik untuk pembuluh darah. Jadi, untuk memahami fungsi pembuluh darah, Anda harus melakukan studi in vivo pada hewan hidup. "Dan kau tidak bisa melihat ke dalam sel dengan sangat baik," kata Jaminet. Dan di situlah stasiun ruang angkasa berperan - ketika sel jenis ini ditanam dalam gayaberat mikro, ia bertindak lebih seperti yang ada di pembuluh darah nyata di tanah, menurut halaman proyek NASA.
Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa sel endotel tidak tumbuh dengan baik di ruang angkasa. Jadi, percobaan ini akan mengeksplorasi lebih lanjut bagaimana sel-sel endotel tumbuh dalam lingkungan gayaberat mikro dan mengukur bagaimana sel-sel itu menanggapi pengobatan.
"Kami akan memperlakukan sel-sel ini di ruang angkasa dengan obat kami. Kami dapat melihat apakah respons terhadap obat tersebut berbeda dalam gayaberat mikro daripada yang ada di tanah," kata Jaminet selama panggilan. "Dan jika itu benar, maka itu akan menjadi biologi yang sangat menarik."
Beradaptasi dengan penerbangan luar angkasa
Sebagai bagian dari misi CRS-15, awak 20 moustronaut berani akan terbang ke stasiun ruang angkasa untuk membantu para peneliti lebih memahami koneksi otak-usus. Para peneliti tahu bahwa populasi bakteri di usus Anda berdampak pada kesehatan Anda secara keseluruhan. Saat misi menjadi lebih panjang dan manusia menjelajah lebih jauh ke luar angkasa, penting bagi kita untuk memahami bagaimana spaceflight memengaruhi microbiome manusia.
Fred Turek dan Martha Vitaterna, peneliti dari Northwestern University, adalah peneliti utama untuk misi Radent Research-7, yang akan mengeksplorasi bagaimana lingkungan ruang mempengaruhi komunitas mikroorganisme - dijuluki microbiota - dalam saluran pencernaan tikus.
"Sulit membayangkan bagaimana Anda bisa bersemangat tentang sampel tinja," canda Vitaterna selama teleconference. "Tapi percayalah padaku, kami benar-benar bersemangat tentang sampel tinja." Dia kemudian menjelaskan bahwa memeriksa bakteri dalam sampel tinja adalah cara yang baik untuk memetakan jenis bakteri yang ada di usus itu sendiri.
Ini adalah eksperimen spaceflight terpanjang untuk tikus hingga saat ini, memungkinkan para peneliti untuk melihat apa perubahan jangka panjang dalam menanggapi spaceflight. Tapi mereka tidak hanya melihat mikrobioma saluran pencernaan. Mereka juga akan melihat berbagai sistem fisiologis lain yang diketahui merespons atau memengaruhi respons mikrobioma usus - seperti sistem kekebalan, metabolisme, dan ritme sirkadian, yang belakangan mendorong tidur.
Para peneliti mengatakan mereka berharap penelitian ini akan memberikan gambaran yang lebih komprehensif tentang bagaimana sistem yang berbeda ini berinteraksi dan bagaimana mereka menanggapi lingkungan luar angkasa. [Mengapa Kita Mengirim Hewan ke Luar Angkasa?]
Makanan luar angkasa masa depan
Ketika misi menjadi lebih lama, dan kami menjelajah lebih jauh ke luar angkasa, para kru akan perlu untuk dapat menanam makanan mereka sendiri. Melakukan hal itu akan mengurangi persediaan yang harus mereka bawa, dan juga memiliki manfaat kesehatan. Dengan penambahan ruang pertumbuhan tanaman Veggie di stasiun ruang angkasa, NASA memiliki cara untuk memastikan bahwa kru memiliki akses ke makanan segar, yang sejauh ini sebagian besar terdiri dari selada.
Tapi itu mungkin segera berubah setelah Mark Settles dari University of Florida mengirimkan pengiriman Space Algae ke pos terdepan yang mengorbit.
Mengapa ganggang? Selain sebagai sumber makanan potensial, ganggang juga berguna sebagai bahan baku biobased (artinya tanaman dapat digunakan dalam pembuatan bahan seperti plastik dan kertas), kata para peneliti.
Alga sangat efisien dalam menggunakan kondisi cahaya intensitas rendah untuk fotosintesis - sempurna untuk pertumbuhan di orbit. Namun, ada satu kekhawatiran utama: Sebagian besar spesies ganggang tumbuh paling baik dalam cairan, tetapi cairan tidak berperilaku sama di ruang angkasa seperti yang mereka lakukan di Bumi.
Settles menjelaskan bahwa para kru akan berusaha menumbuhkan beberapa ganggang dalam kantong plastik yang bernapas di dalam ruang pertumbuhan tanaman Veggie yang sudah berada di atas stasiun ruang angkasa. Sampel alga hidup akan dikembalikan ke Bumi pada akhir misi, sehingga tim dapat mempelajari dan mengidentifikasi gen mana yang membantu alga tumbuh paling baik dalam gayaberat mikro. Dengan mengidentifikasi gen yang terkait dengan pertumbuhan yang lebih cepat, mereka berharap dapat merekayasa alga untuk produksi massal di luar angkasa. [Tumbuhan di Luar Angkasa: Foto oleh Astronot Berkebun]
Pengolahan limbah yang lebih efektif
Sebagai bagian dari percobaan Mikro-12, John Hogan dan ilmuwan lain di Pusat Penelitian Ames NASA mengirimkan sejumlah Shewanella bakteri ke stasiun ruang angkasa. Di seluruh tubuh, Shewanella bakteri tidak membahayakan astronot; mereka umumnya ditemukan di tempat-tempat seperti saluran pencernaan serta di permukaan gigi Anda.
Organisme ini dapat tumbuh pada elektroda logam dan mengubah limbah organik (seperti urin) menjadi tenaga listrik. Hogan mengatakan bahwa penelitian dalam teknologi sel bahan bakar mikroba, termasuk pekerjaan di labnya, sedang mengembangkan cara-cara untuk mengolah air limbah sembari juga membuat listrik untuk mendukung proses itu.
Eksperimen ini tidak hanya akan mengeksplorasi caranya Shewanella tampil dalam gayaberat mikro, tetapi juga akan menganalisis bagaimana biofilm - format di mana Shewanella akan tumbuh - bereaksi terhadap lingkungan luar angkasa. Berkat seperangkat kamera khusus, para peneliti akan memiliki akses ke tampilan 3D biofilm dan dapat memonitor setiap perubahan.
Mengapa NASA begitu tertarik pada organisme ini? Sel bahan bakar mikroba adalah cara terbaik untuk mengolah air limbah. Mereka dapat mengimbangi kebutuhan daya dengan secara bersamaan menghasilkan listrik saat memproses limbah. Ketika manusia memulai misi jangka panjang di masa depan, mereka akan membutuhkan tingkat keberlanjutan diri yang lebih tinggi. Proses yang dibantu mikroba dapat membantu menyediakan itu, kata para peneliti.
